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如何決定PCB的連板數(shù)量

發(fā)布時(shí)間 :2016-06-06 11:10 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB制板部
PCB連板 如何決定PCB的連板數(shù)量
一般來說,當(dāng)設(shè)計(jì)工程師把印刷電路板(Printed Circuit Board)的外觀形狀定下來之后,就應(yīng)該馬上要接著進(jìn)行電路板的合板/拼板/連板 (panelization)的工作。進(jìn)行連板的目的不外乎下列的目的:
1、增加生產(chǎn)線的產(chǎn)出。
2、減少板材的損耗。
最常見到的連板通常會(huì)以兩片以上的相同電路板合成一塊大電路板,比如 2 in 1 (二合一),3 in 1 (三合一),4 in 1 (四合一)等。也有用不同形狀的電路板合成一塊大板子的情形,但不多見,因?yàn)椤干?Planner)」在安排生產(chǎn)時(shí)較難配合剛好數(shù)量的不同板子。
更多相關(guān)閱讀:PCB采用「陰陽板」拼板的好處
 
也有將同一片板子作成【陰陽板】的例子,【陰陽板】大多意謂正(top)、反(bottom)面配置,這通常運(yùn)用在零件較少的電路板上,比如手機(jī)板,因?yàn)榭梢猿浞掷?a href="http://sqjiaju.com" target="_blank">SMT的長(zhǎng)線打板功能,以增加效率,但缺點(diǎn)是使用上有所限制,而且可能造成零件受熱不均的現(xiàn)象,比如說有些電路板會(huì)把較重的零件集中設(shè)計(jì)某一面,然后這一面就會(huì)作為第二次打件以避免較重零件重復(fù)過回流焊時(shí)掉落,當(dāng)然這種板子就比較難采用【陰陽板】的設(shè)計(jì)。
還有些板子可能有較會(huì)吸熱的零件(如大面積的ATM讀卡槽),也比較不適合采用【陰陽板】的設(shè)計(jì)。當(dāng)然也有變通的【陰陽板】打件法可以克服這個(gè)問題,但先不在此討論。
基本上,在設(shè)計(jì)多少連板時(shí),應(yīng)該要考慮下列的因素,其實(shí)不論如何生產(chǎn)或設(shè)計(jì),最終都離不開金錢的考量,所以應(yīng)該把所有的因素化成金額來作最后衡量標(biāo)淮才能選出一個(gè)合適的拼板方法。
 
考慮電路板材的最佳使用率
一般的電路板廠商為了快速量產(chǎn)及壓低成本,都會(huì)有其基本的標(biāo)淮板材大小,比如說 16.16"x16.16", 18.32"x18.32", 20.32"x20.32",…等,我們要做的就是盡量把這些板材全部用完,也就是說要選擇一張合適的標(biāo)淮板材大小把我們的板子塞進(jìn)去,達(dá)到板材利用率最高的目的。
因?yàn)殡娐钒宓膬r(jià)錢會(huì)隨著板材的大小來定價(jià)錢,同樣一張板材可以塞得下越多電路板,則電路板子的價(jià)錢就越便宜。當(dāng)然,電路板的價(jià)錢還得考慮幾層板、鉆幾個(gè)孔、有沒有HDI…等。
 
考慮 SMT 的打件/貼件效率
SMT線通常有所謂的長(zhǎng)線及短線之分,短線就是線短一點(diǎn),大多只有一部快速機(jī)及一臺(tái)慢速機(jī),最多就是再多加一部快速機(jī);長(zhǎng)線就是線長(zhǎng)一點(diǎn),快速機(jī)及慢速機(jī)多擺幾部。但是不論長(zhǎng)短線,錫膏印刷機(jī)總是有的,一般來說,以板長(zhǎng)150mm的合板為例,印刷一次錫膏的時(shí)間約需35~40秒,如果僅以 2 in 1 的合板來投入SMT短線,那么可能每一臺(tái)機(jī)器所分配到的時(shí)間約為10~26秒,很明顯的時(shí)間全都低于錫膏印刷的時(shí)間,也就是說后面的貼片機(jī)都在等錫膏印刷機(jī),這樣就造成SMT機(jī)器的閑置,也減少產(chǎn)能。
如果把 2 in 1的連板改為 4 in 1,那么效率馬上就提升 (每小時(shí)的產(chǎn)出) 
2 in 1 board

錫膏印刷(秒)

快速機(jī)一(秒)

快速機(jī)二(秒)

慢速機(jī)(秒)

瓶頸時(shí)間(秒)

每小時(shí)產(chǎn)出

Top

38

26

26

10

38

188片

Bottom

40

34

35

24

40

180片


 4 in 1 board

錫膏印刷(秒)

快速機(jī)一(秒)

快速機(jī)二(秒)

慢速機(jī)(秒)

瓶頸時(shí)間(秒)

每小時(shí)產(chǎn)出

Top

38

52

52

20

52

276片

Bottom

40

68

70

48

70

204片

1. 每小時(shí)的產(chǎn)出: { [ 60(秒/分鐘) x 60(分鐘/小時(shí)) ] / 瓶頸時(shí)間(秒) } x 合板數(shù)量。
另外,電路板廠商會(huì)比較希望連板的數(shù)目越少越好,因?yàn)檫@樣可以避免所謂 cross board (X-board) 的損失。所謂 cross board 就是合板中有一板以上的不良板子,一般的SMT打件工廠都不希望接受這種板子,因?yàn)闀?huì)造成效率的損失,但這種電路板在制程中又無法絕對(duì)避免,所以連板數(shù)越多,電路板廠報(bào)廢的數(shù)量就會(huì)越多,相對(duì)的成本就會(huì)提高。
就如同一開始所說的,最終的結(jié)果還是要換算成金錢,來計(jì)算采用及連板材是最佳的連板數(shù)。而且可能不同的板廠及不同的 SMT 工廠的結(jié)果都會(huì)有所不同。
其次還需要考慮電路板組成后的后制程中的去板邊該采用V-cut或是 router 制程,這些也會(huì)影響到連板的設(shè)計(jì),有機(jī)會(huì)再討論…


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